Abstract

Ogniwa paliwowe są obiecującą alternatywą dla energetyki opartej na paliwach kopalnych. Tlenkowe ogniwo paliwowe to urządzenie elektrochemiczne, które pozwala na bezpośrednie przetwarzanie energii chemicznej paliwa na energię stałego prądu elektrycznego. Standardowo wykorzystywanym paliwem jest wodór, który podczas utleniania nie wytwarza zanieczyszczeń, a produktami reakcji są woda i ciepło. Jednakże składowanie i transport czystego wodoru jest kosztowne i niebezpieczne, co wynika z właściwości wybuchowych tego gazu. Wykorzystanie do generacji energii bio-odpadów jest korzystne nie tylko ze względu na ich cenę i dostępność, ale również pod względem środowiskowym, gdyż pozwala ograniczyć emisję ditlenku węgla [1]. W niniejszej pracy do zasilenia ogniwa zastosowano syntetyczny biogaz, to jest mieszaninę metanu i ditlenku węgla w stosunku ok. 3:2 z niewielkim dodatkiem pary wodnej. Podczas reakcji reformingu produkowany jest węgiel, który następnie osadza się na porowatej anodzie ceramicznej Ni-YSZ (kompozyt metalicznego niklu z tlenkiem cyrkonu stabilizowanym tlenkiem itru), blokując pory. Prowadzi to do spadku wydajności konwersji paliwa i ostatecznie zaprzestania pracy ogniwa, wywołując jego nieodwracalne uszkodzenie. W celu ograniczenia tego zjawiska, stosuje się warstwy katalityczne nakładane na anodę, których rolą jest zapobieganie osadzania się węgla i pomoc w utrzymaniu wysokiej wydajności ogniwa. W niniejszej pracy opisane są katalityczne warstwy anodowe wytworzone z domieszkowanego samarem oraz prazeodymem ditlenku ceru, wybranego ze względu na korzystne właściwości związane z występowaniem w jego strukturze dużej liczby wakansów tlenowych.

Authors (5)